Ústav analytické chemie AV ČR, v. v. i.

Ústav analytické chemie AV ČR, v. v. i.

Pedagogické činnosti
Uzavřené dílčí dohody o spolupráci s VŠ při uskutečňování DSP
Celkový počet uzavřených dohod pracoviště AV ČR k 31. 12.3
Výchova studentů
Počet absolventů v r. 2021Počet doktorandů k 31.12.2021Počet nově přijatých v r. 2021
Doktorandi (studenti DSP)0193
- z toho doktorandů ze zahraničí000
Výchova pregraduálních studentů
Počet pregraduálních studentů podílejících se na vědecké činnosti pracoviště
Vědecké a vědecko-pedagogické hodnosti pracovníků ústavu
Věd. hodnost nebo titulVědecko-pedagog. hodnost
DrSc.DSc.CSc., Ph.D., Dr.profesordocent
Počet k 31.12.2021135114
- z toho uděleno v roce 202100000
Pedagogická činnost pracovníků ústavu
Letní semestr 2020/2021Zimní semestr 2021/2022
Celkový počet odpřednášených hodin na VŠ v programech bakalářských/magisterských/doktorských4025010632
Počet semestrálních cyklů přednášek/seminářů/cvičení v bakalářských programech401400
Počet semestrálních cyklů přednášek/seminářů/cvičení v magisterských programech210301
Počet pracovníků ústavu působících na VŠ v programech bakalářských/magisterských/doktorských755796
Vzdělávání středoškolské mládeže
Pololetí ve škol. roce 2020/2021Pololetí ve škol. roce 2021/2022
Počet odpřednášených hodin66
Počet vedených prací (např. SOČ)10
Počet organizovaných/spoluorganizovaných soutěží1111
Spolupráce ústavu s VŠ ve výzkumu
Pracoviště AV příjemcemPracoviště AV spolupříjemcem
Počet projektů řešených v r. 2021 společně s VŠ (grantové/programové)2010
Společná pracoviště ústavu s účastí VŠ
Mezinárodní spolupráce
1.Počet konferencí s účastí zahraničních vědců (pracoviště jako pořadatel nebo spolupořadatel)0
2.Počet členství v orgánech mezinárodních vědeckých vládních a nevládních organizací (společnosti, komitéty)2
3.Počet uzavřených nových smluv se zahraničními partnery1
4.Počet běžících smluv se zahraničními partnery (včetně nově uzavřených)2
5.Počet grantů a projektů financovaných ze zahraničí2
5.a- z toho z programů EU1
5.b- z toho z programů EU0
6.Počet přijetí zahraničních delegací na žádost veřejné správy (např. úřadu vlády, ministerstva), vedení AV ČR či zahraničních zastupitelských úřadů0
Vynálezy
ROK 2021
početdělenépracovištělicencedělenépracoviště
Česká republika
Přihlášky vynálezů podané v ČR---
Patenty udělené v ČR
Užitné vzory podané v ČR1---
Užitné vzory zapsané v ČR1
Ochranné známky podané v ČR---
Ochranné známky zapsané v ČR
Průmyslové vzory podané v ČR---
Průmyslové vzory zapsané v ČR
Přihlášky vynálezů podané v zahraničí
Mezinárodní systém "PCT" - mezinárodní přihláška "PCT"---
- národní, resp. regionální fáze z "PCT"---
Přímo z ČR - národní resp. regionální fáze---
Patenty udělené v zahraničí
Regionální (u EPO, EAPO, OAPI, ARIPO)
- z toho národní patenty
Národní
Dodatkové ochranné osvědčení pro léčiva a pro přípravky na ochranu rostlin (SPC) a šlechtitelská osvědčení
Žádost o udělení SPC v ČR---
SPC jež nabylo účinnosti v ČR
Žádost o udělení ochranných práv k nové odrůdě rostlin v ČR---
Šlechtitelská osvědčení v ČR
Poznámka:
Detašovaná pracoviště
Označení pracovištěVedoucí pracovištěAdresa
1. Ústav analytické chemie AV ČR, v. v. i. - Oddělení stopové prvkové analýzyRNDr. Jan Kratzer, Ph.D.Vídeňská 1083, 142 20 Praha 4
Char. vědecké činnosti - CZ
Předmětem hlavní činnosti pracoviště je výzkum a vývoj nových principů, metod a instrumentace v oblasti analytických metod použitelných pro rozvoj dalších vědeckých oblastí, především biologických a medicínských věd, ochrany zdraví člověka a životního prostředí. Základní výzkum je zaměřen zejména na separační a spektrální metody, systémovou miniaturizaci a nanotechnologie a řeší problémy v oblasti proteomiky, genomiky, analýzy léčiv, tělních tekutin a monitorování životního prostředí. Křemenné kapiláry s vnitřním povrchem upraveným účinkem superkritické vody byly využity k separaci izolátů z fylogeneticky odlišných skupin Cutibacterium acnes. Dalším využitím byla identifikace alergenních mléčných proteinů pomocí on-line kombinace přechodné isotachoforézy/micelární elektrokinetické chromatografie a kapilární isoelektrické fokusace. Rozvoj isoelektrické fokusace pokračoval vývojem čipu pro frakcionaci bakterií před jejich identifikací hmotnostní spektrometrií. Byla také vyvinuta instrumentace pro purifikaci biologických vzorků pomocí preparativní elektroforézy v kontinuálním divergentním toku. V oblasti monolitických kapilárních kolon pro kapalinovou chromatografii byla studována příprava, morfologie, složení a selektivita kolon s naroubovanou vrstvou chloridu trioktyl(3/4-vinylbenzyl)fosfonia. Extrakce stlačenou vodou byla využita k izolaci bioaktivních proteinů z vybraných rostlinných materiálů. V oblasti mikroextrakcí v kapalné fázi (LPME) bylo navrženo přímé spojení LPME přes dutá vlákna s přístrojem pro kapilární elektroforézu (CE) s hmotnostně spektrometrickou (MS) detekcí. Toto spojení umožnilo plně automatizovanou analýzu kyselých léčiv v biologických a environmentálních vzorcích. V oblasti elektromembránových extrakcí (EME) byla jako fázová rozhraní použita těkavá rozpouštědla ve formě volných kapalných membrán a významně tak rozšířila portfolio fázových rozhraní použitelných pro EME. Výzkum v oblasti suchých krevních skvrn (DBS) se věnoval novému konceptu pro plně automatizovanou přípravu a analýzu DBS pomocí komerčního CE přístroje. Tento koncept navrhuje také sadu pro domácí samo-odběr DBS přímo do CE vialky s následným převozem DBS do laboratoře poštou. Výzkum koncentračních technik pro CE vyústil v návrh prvního kationtového systému pro fokusaci na inverzním elektromigračně-disperzním gradientu. Nová technika byla úspěšně kombinována s MS detekcí a použita pro citlivou analýzu triazinových herbicidů ve vodách s limitem detekce nižším než 1 nM. Výzkum v oblasti teorie elektroforézy se zabýval obecným řešením diferenciální rovnice pohyblivého rozhraní. Získaná explicitní rovnice umožňuje výpočet systémových eigenmobilit v libovolném systému s acidobazickými rovnováhami a je společným základem různých zjednodušených forem odvozených pro konkrétní systémy. Nová technika nevyžadující předúpravu vzorku byla úspěšně použita pro citlivou analýzu beta-blokátorů v DBS, s limitem stanovitelnosti pro sotalol nižším než 1 nM. V rámci společného výzkumu s firmou Roche Inc., USA byla dále vyvíjena nová epitachoforetická metoda extrakce DNA z mililitrových objemů biologických tekutin včetně miniaturizované verze vytištěné na 3D tiskárně. Byly vyvíjeny nové protokoly přípravy upkonverzních nanočástic a jejich využití v mikrofluidických analýzách.V rámci spolupráce s Ústavem fyzikální chemie J. Heyrovského AV ČR byl zahájen vývoj metody pro kontinuální on-line stanovení HNO3 ve vzduchu a dusičnanů v atmosférickém aerosolu. Samice myší byly exponovány nanočásticím CdO kontinuálně po dobu 6 týdnů, následně byly myši ponechány 5 týdnů v čistém vzduchu a byl sledován pokles Cd ve vybraných orgánech a krvi myší. Byl zahájen výzkum změny obsahu vybraných lipidů v játrech myší po expozici nanočásticemi. Pozornost byla soustředěna zejména na analýzu cholesterolu a cholesterol esterů. Rostliny ječmene jarního byly ve spolupráci s Ústavem pro výzkum globální změny AV ČR paralelně exponovány nanočásticím ZnO a vlivu sucha po dobu 3 týdnů. Po skončení expozice byly rostliny analyzovány na obsah Zn. Městský aerosol v Brně a aerosoly ze Sloupské jeskyně byly ve spolupráci s Mendelovou univerzitou v Brně analyzovány na obsah anorganických aniontů a nontuberkulózních mycobakterií. Částice aerosolů v emisích ze spalování tvrdého a měkkého dřeva v moderních a starších typech kotlů používaných pro vytápění domácností byly analyzovány na obsah polyaromatických uhlovodíků a organických markerů spalování biomasy. Byly vyvíjeny analytické metody založené na chemickém a fotochemickém generování těkavých specií (VSG) a jejich spektrometrické detekci metodami atomové absorpční (AAS) či fluorescenční spektrometrie (AFS) nebo pomocí hmotnostní spektrometrie s indukčně vázaným plazmatem (ICP-MS). VSG je elegantní metodou derivatizace analytu umožňující jeho zavedení do spektrometrického detektoru s vysokou účinností a oddělení od rušivých složek matrice vzorku. Nejčastěji se používá pro (ultra)stopová stanovení tzv. hydridotvorných prvků. Soustředili jsme se na možnosti použití techniky VSG i na další analyty tvořící jiné těkavé sloučeniny než binární hydridy, zejména ze skupiny tzv. technologicky kritických prvků. Konkrétně se jednalo o fotochemické generování Ni, Co, W, Os, Ru a Re s ICP-MS detekcí a chemické generování Cd ve spojení s AFS. Kromě podrobné optimalizace podmínek generování a spektrometrické detekce uvedených prvků byly určeny analytické charakteristiky vyvinutých metod a studovány mechanismy probíhajících dějů včetně identifikace vznikajících těkavých forem. Jediným studovaným zástupcem hydridotvorných prvků byl Te, pro nějž bylo optimalizováno fotochemické generování ve spojení s ICP-MS/MS detekcí. V novém typu plazmového atomizátoru těkavých specií na bázi výboje s dielektrickou bariérou (DBD) byly optimalizovány podmínky atomizace 5 hydridotvorných prvků (Pb, Se, Te, Bi a Ge). Byl studován vliv konstrukce elektrod i napájecího zdroje střídavého napětí a následně určeny analytické charakteristiky pro jednotlivá uspořádání. S optimální konstrukcí zdroje a atomizátoru byla studována odolnost vůči interferencním dalších hydridotvorných prvků a výsledky porovnány s konvenčním vyhřívaným křemenným atomizátorem. S využitím As jako modelového analytu bylo ověřeno, že v DBD atomizátoru lze kromě hydridů atomizovat i další těkavé a toxikologicky významné specie, např. methyl-substituované hydridy, s účinností srovnatelnou pro binární hydridy. To je důležité pro speciační analýzu. Mechanismus chemického generování specií arsenu byl studován technikou hmotnostní spektrometrie s ambientní ionizací DART-MS. Byla vyvinuta metoda speciační analýzy Te (Te4+ a Te6+) založená na chemickém a fotochemickém VSG a ICP-MS/MS detekci s unikátními mezemi detekce dostačujícími pro analýzy Te v přírodních vodách využívající předredukce Te6+ chloridem titanitým či horkou kyselinou chlorovodíkovou. Metoda speciační analýzy Ge založená na generování substituovaných hydridů s jejich následnou kryogenní separací a ICP-MS/MS detekcí vyvinutá dříve na našem pracovišti byla adaptována pro simultanní speciační analýzy Ge a As a použita k monitorování ročního cyklu Ge a As v hloubkových profilech vodního ekosystému Ženevského jezera. Ve spolupráci s dalšími akademickými pracovišti byly řešeny multidisciplinární projekty: 1) Expertní stanovení certifikovaných/informačních hodnot koncentrace anorganického arsenu i dalších specií arsenu v nových certifikovaných referenčních materiálech. 2) Studie změn v genomu bakterií černého kašle (Bordetella pertusis) vedoucích k lepší adaptaci mikroorganismu na prostředí hostitele zaměřená na hospodaření patogenu s mikrobiogenním prvkem manganem. 3) Stanovení vybraných kovů (Ca, Mg, V, Fe, Cu a Zn) v plazmě pacientů léčených s bipolární poruchou. 4) Speciační analýza arsenu v různých druzích mořských řas odebraných podél čínského pobřeží a odvození možného toxikologického rizika spojeného s jejich konzumací. 5) Speciační analýzy As pro geochemickou studii vzniku sulfidů As v mokřinách.
Char. vědecké činnosti - EN
The core activities of the Institute of Analytical Chemistry are research and development of new principles, methods, and instrumentation in the field of analytical methods applicable for the development of other scientific areas, especially biological and medical science, human health, and environmental protection. Fundamental research is focused on separation and spectroscopic methods, systematic miniaturization, and nanotechnology, dealing with topics in proteomics, genomics, drug analysis, body fluids analysis, and environmental monitoring. Supercritical water-treated fused silica capillaries were employed to separate isolates from phylogenetically distinct groups of Cutibacterium acnes. Another application involved the identification of milk protein allergens using an on-line combination of transient isotachophoresis/micellar electrokinetic chromatography and capillary isoelectric focusing. The work on isoelectric focusing continued with the development of chip-based isoelectric focusing device for fractionation of bacteria prior to their identification by mass spectrometry. Further, preparative continuous flow electrophoretic instrumentation for purification of biological samples was also developed. The activity in the field of monolithic silica-based capillary columns for liquid chromatography focused on preparation, morphology, composition, and selectivity of the columns with grafted layer of trioctyl(3/4-vinylbenzyl)phosphonium chloride. Pressurized water extraction was employed for the isolation of bioactive proteins from selected plant materials. Hollow-fibre liquid-phase microextraction was at-line coupled to capillary electrophoresis with mass spectrometric detection (CE-MS) for fully automated analyses of acidic drugs in biological and environmental samples. Volatile free liquid membranes were applied as new phase interfaces for electromembrane extraction (EME) and have considerably broadened the portfolio of phase interfaces suitable for EME. Fundamental research of dried blood spot (DBS) analysis resulted in the development of a novel concept for a fully automated DBS processing and analysis by a commercial CE instrument. This concept also presented a kit for DBS self-sampling directly into a CE vial with subsequent transport of DBS samples to the laboratory by mail. Research of concentrating techniques for CE resulted in the design of a first cationic system for focusing on inverse electromigration dispersion gradient. The new technique was successfully combined with MS detection and used for sensitive analysis of triazine herbicides in waters with detection limits on the sub-nM level. Theoretical research of electrophoresis resulted in a general solution of the differential moving-boundary equation. The explicitly derived equation allows calculation of system eigenmobilities in any system with acid-base equilibria and is the common basis of various simplified forms derived for particular systems. The new epitachophoretic method for the extraction of DNA from milliliter volumes of biological fluids was further developed during the continued joined research with Roche, Inc., USA, including a miniaturized version printed on a 3D printer. New protocols for the preparation of photon upconverting nanoparticles have been under development, including their use in microfluidic applications. In the frame of cooperation with J. Heyrovský Institute of Physical Chemistry CAS, we began the development of the method for continuous on-line determination of HNO3 in air and nitrates in atmospheric aerosol. Female mice were continuously exposed to the CdO nanoparticles for six weeks, then the mice were left five weeks in pure air, and a decrease in the Cd content in selected organs and blood was monitored. Investigation of change in the content of selected lipids in the liver of mice after exposure to nanoparticles has been started. Attention was mainly focused on the analysis of cholesterol and cholesterol esters. In cooperation with the Global Change Research Institute CAS, plants of Spring Barley were exposed in parallel to the ZnO nanoparticles and the influence of drought for three weeks. After exposure, the plants were analyzed for Zn content. Urban aerosol in Brno and aerosols from the Sloupská cave were analyzed in cooperation with Mendel University in Brno on the content of inorganic anions and Nontuberculous Mycobacteria. The particulate emissions from the combustion of hard and softwood in modern and older types of boilers used for household heating were analyzed for the content of polyaromatic hydrocarbons and organic markers of biomass combustion.Various analytical methods based on chemical (CVG) and photochemical (PVG) generation of volatile species and their subsequent spectrometric detection by atomic fluorescence (AFS), atomic absorption spectrometry (AAS) or inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS), were developed. Volatile species generation is an elegant derivatization technique enabling analyte introduction into the detector with high efficiency and its separation from the sample matrix. It is most often used for the (ultra)trace determination of hydride forming elements. However, we focused on the possibility of applying VSG to other than hydride forming elements, such as the technologically critical elements. Specifically, we worked with PVG of Ni, Co, W, Os, Ru, and Re with ICP-MS detection and CVG of Cd coupled with AFS. Apart from a detailed optimization of the conditions of generation and spectrometric detection, the analytical charactersitics were also determined, and the mechanisms of the aforementioned processes were studied, including the identification of the volatile species. The sole hydride forming element we studied was Te, for which PVG with ICP-MS/MS detection was optimized. Atomization conditions of 5 hydride forming elements (Pb, Se, Te, Bi, and Ge) were optimized using a novel plasma atomizer of volatiles species based on dielectric barrier discharge (DBD). The influence of the electrode design and the alternating current power supply construction was studied, and subsequently, the analytical characteristics were determined for each setting. When the optimum apparatus set-up was selected, the interference study of other hydride forming elements was carried out, and the results were compared to those obtained with a conventional heated quartz atomizer. With As used as a model analyte, it was verified that DBD could be used for the atomization of other than hydride species, e.g., methyl-substituted hydrides and other toxicologically important species, with the same efficiency as for the binary hydrides. That is vital for speciation analysis. The mechanism of CVG of As species was studied with the help of mass spectrometry coupled with the DART ionization (DART-MS). A Te speciation analysis method based on CVG and PVG and ICP-MS/MS detection was developed and remarkably low detection limits were reached – sufficient for Te determination in natural waters with the use of Te6+ prereduction by titanium chloride or hot hydrochloric acid. A method for Ge and As speciation analysis, developed at our department earlier, based on the generation of substituted hydrides and their subsequent cryogenic separation and ICP-MS/MS detection, was adapted for simultaneous speciation analysis Ge and As. This methodology was applied to monitor the annual cycle of Ge and As in depth profiles of a water ecosystem of Geneva lake. Several interdisciplinary projects were dealt with in cooperation with other research institutions: 1) Expert determination of certified/informative values of inorganic As concentration and other As species in new certified reference materials. 2) Study of the change in a genome of pertussis causing bacteria (Bordetella pertussis) leading to a better adaptation of microorganisms to the host environment focused on the pathogen management of microbiogenic manganese. 3) Determination of selected metals (Ca, Mg, V, Fe, Cu, and Zn) in plasma of bipolar patients. 4) As speciation analysis in several types of seaweed harvested alongside Chinese shore and its potentially harmful influence when ingested. 5) As speciation analysis for a geochemical study dealing with the formation of As sulfides in fens.
Výsledky vědecké činnosti
Výsledek č. 1. Samo-odběry suchých krevních skvrn a jejich automatizované zpracování kapilární elektroforézou pro klinické analýzy.
Anotace
CZSamo-odběry suchých krevních skvrn a jejich automatizované zpracování kapilární elektroforézou pro klinické analýzy
V této práci byl představen revoluční koncept pro osobní zdravotní diagnostiku. Krevní vzorky jsou odebrány z prstu přímo pacientem pomocí jednorázové odběrové sady a výsledné DBS jsou zaslány poštou do laboratoře. V laboratoři jsou vzorky pouze vloženy do komerčního CE přístroje, který provede plně automatizovanou DBS eluci a analýzu cílových analytů. Kvantitativní výsledky jsou dostupné 20 minut po doručení DBS vzorku do laboratoře.
ENDried Blood Spot Self-Sampling with Automated Capillary Electrophoresis Processing for Clinical Analysis
This work presents a revolutionary concept for personalized health monitoring. Blood samples are collected from a finger prick by the patient using a disposable self-sampling kit and the resulting DBSs are transported to a laboratory by mail. In the laboratory, the samples are only loaded into a commercial CE instrument, which performs a fully automated DBS elution and analysis of target analytes. Quantitative results are available in 20 min from the DBS delivery to the laboratory.
Spolupracující subjektVysoké učení technické v Brně
Kontaktní osobaRNDr. Pavel Kubáň, Ph.D., DSc., 532290140, kuban@iach.cz
Publikace (KIS)
RYŠAVÁ, Lenka, DVOŘÁK, Miloš, KUBÁŇ, Pavel. Dried blood spot self-sampling with automated capillary electrophoresis processing for clinical analysis. Angewandte Chemie - International Edition. 2021, 60(FEB), 6068-6075. ISSN 1433-7851. E-ISSN 1521-3773 Dostupné z: doi:10.1002/anie.202012997.
Ilustrace
IlustraceNázev - českyNázev - anglickyPopis - českyPopis - anlicky
Obr. ID1962
Výsledky vědecké činnosti
Samo-odběr DBS a plně automatizovaná DBS analýzaDBS self-sampling and a fully automated DBS analysisSamo-odběr krve provede sám pacient a vzniklou DBS zašle poštou do laboratoře, kde je provedena automatizovaná eluce a analýza DBS. Klinické výsledky mohou být pacientovi i jeho praktickému lékaři sděleny telefonem bez nutnosti osobní návštěvy lékařského centra.DBS self-sampling is performed by a patient and the resulting DBS is sent by mail to laboratory for an automated DBS elution and analysis. Clinical results can be communicated to the patient and his clinician by phone with no need for a personal visit of a medical centre.
Výsledek č. 2. Srovnání oxidativního potenciálu PM1 a PM2,5 městského aerosolu a biodostupnosti obsažených prvků ve třech simulovaných plicních tekutinách.
Anotace
CZSrovnání oxidativního potenciálu PM1 a PM2,5 městského aerosolu a biodostupnosti obsažených prvků ve třech simulovaných plicních tekutinách
Aerosoly PM1 a PM2,5 byly analyzovány na biodostupnost 21 prvků a oxidativního potenciálu (OP) ve třech simulovaných plicních tekutinách (SLFs): deionizované vodě, simulované tekutině plicních sklípků a Gamblově roztoku. Většina prvků měla vyšší biodostupnost v PM1 frakci než ve frakci PM2,5. Byl identifikován klíčový vliv složení SLFs na biodostupnost prvků a OP aerosolů. Cd, Pb, As, Zn, Sn, Cu, Co, Ni a Mn přispěly významně k OP aerosolů.
ENComparison of oxidative potential of PM1 and PM2.5 urban aerosol and bioaccessibility of associated elements in three simulated lung fluids.
PM1 and PM2.5 aerosols were analysed for bioaccessibility of 21 elements and oxidative potential (OP) in three simulated lung fluids (SLFs): deionised water, simulated alveoli fluid and Gamble's solution. Most elements had higher bioaccessibility in the PM1 than in the PM2.5 fraction. The crucial effect of the composition of the SLFs on the bioaccessibility of elements and the OP of aerosols was identified. Cd, Pb, As, Zn, Sn, Cu, Co, Ni and Mn contributed importandly to the OP of aerosols.
Spolupracující subjektVysoké učení technické v Brně a Centrum dopravního výzkumu, v. v. i.
Kontaktní osobaRNDr. Pavel Mikuška, CSc., 532290167, mikuska@iach.cz
Publikace (ASEP)
CIGÁNKOVÁ, Hana, MIKUŠKA, Pavel, HEGROVÁ, J., KRAJČOVIČ, J. Comparison of oxidative potential of PM1 and PM2.5 urban aerosol and bioaccessibility of associated elements in three simulated lung fluids. Science of the Total Environment. 2021, 800(DEC), 1-8), 149502. ISSN 0048-9697. E-ISSN 1879-1026 Dostupné z: doi:10.1016/j.scitotenv.2021.149502.
Ilustrace
IlustraceNázev - českyNázev - anglickyPopis - českyPopis - anlicky
Obr. ID1963
Výsledky vědecké činnosti
Biodostupná frakce prvků v PM1 a PM2.5 aerosolu ve třech simulovaných plicních tekutinách.The bioaccessible fraction of elements in PM1 and PM2.5 aerosols in three simulated lung fluids.Deionizovaná voda (DW), simulovaná tekutina plicních sklípků (SAF) a Gamblův roztok (GS); průměrná hodnota (čtverce) a medián (vnitřní linie).Deionized water (DW), Simulated alveoli fluid (SAF) and Gamble solution (GS); mean (square) and median (inside line) value.
Obr. ID1964
Výsledky vědecké činnosti
Sezónní změny průměrné na objem vzduchu normalizované aktivity dithiothreitolu pro PM1 a PM2.5 aerosol ve třech simulovaných plicních tekutinách.PM1 and PM2.5 seasonal changes of mean volume normalised dithiothreitol activity in three simulated lung fluids.Deionizovaná voda (DW), simulovaná tekutina plicních sklípků (SAF) a Gamblův roztok (GS); průměrná hodnota (čtverce) a medián (vnitřní linie).Deionized water (DW), Simulated alveoli fluid (SAF) and Gamble solution (GS); mean (square) and median (inside line) value.
Výsledek č. 3. Ultracitlivé stanovení ruthenia pomocí fotochemického generování těkavých specií a detekce hmotnostní spektrometrií s indukčně vázaným plazmatem.
Anotace
CZUltracitlivé stanovení ruthenia pomocí fotochemického generování těkavých specií a detekce hmotnostní spektrometrií s indukčně vázaným plazmatem.
Stanovení extrémně nízkých koncentrací Ru, které se vyskytují v životním prostředí, je výzvou současné analytické chemie. V této práci byla poprvé popsána ultracitlivá metodika pro stanovení Ru spojením fotochemického generování těkavých specií s hmotnostní spektrometrií s indukčně vázaným plazmatem. Těkavé specie byly generovány z prostředí kyseliny mravenčí v přítomnosti iontů Co2+ a Cd2+ jako modifikátorů. Praktická aplikace byla prokázána analýzou vzorků vod s různou složitostí matrice.
ENUltrasensitive determination of ruthenium by means of photochemical vapor generation and inductively coupled plasma mass spectrometry detection.
Determination of extremely low levels of Ru in the environment poses a considerable analytical challenge. In this work, an ultrasensitive methodology for determination of Ru was first developed by coupling photochemical vapor generation with inductively coupled plasma mass spectrometry. The volatile species was generated from the medium of formic acid in the presence of Co2+ and Cd2+ sensitizers. Practical application was demonstrated by analyses of water samples of various matrix complexities.
Spolupracující subjektNational Research Council Canada, Ottawa, Canada
Kontaktní osobaRNDr. Stanislav Musil, Ph.D., tel. +420 241 062 659, stanomusil@biomed.cas.cz
Publikace (ASEP)
MUSIL, Stanislav, VYHNANOVSKÝ, Jaromír, STURGEON, R. E. Ultrasensitive Detection of Ruthenium by Coupling Cobalt and Cadmium Ion-Assisted Photochemical Vapor Generation to Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry. Analytical Chemistry. 2021, 93(49), 16543-16551. ISSN 0003-2700. E-ISSN 1520-6882 Dostupné z: doi:10.1021/acs.analchem.1c03739.
Ilustrace
IlustraceNázev - českyNázev - anglickyPopis - českyPopis - anlicky
Obr. ID1965
Výsledky vědecké činnosti
Fotochemické generování těkavých specií ruthenia pro ultracitlivé stanovení ve vzorcích vod.Photochemical vapor generation of ruthenium for ultrasensitive determination in water samples.Schéma vysokoúčinného fotochemického generátoru s radikály generovanými pomocí UV záření v prostředí kyseliny mravenčí a předpokládaný těkavý produkt zaváděný do hmotnostního spektrometru s indukčně vázaným plazmatem pro citlivou detekci.A scheme of a high-efficiency photochemical generator with radicals generated by UV radiation in the presence of formic acid and a supposed volatile product introduced into an inductively coupled plasma mass spectrometer for sensitive detection.
Ocenění zaměstnanci
1.
OceněnýIng. František Foret, DSc.
CenaPannonia Award
Oceněná činnostOcenění za dlouhodobou spolupráci.
Ocenění udělilPannonia University, Veszprém, HU
2.
OceněnýMgr. Michael Killinger
CenaBRNO Ph.D. TALENT FELLOWSHIP
Oceněná činnostOcenění v soutěži pro studenty doktorských studijních programů ze čtyř partnerských brněnských univerzit. Stipendium získává 25 nejlepších studentů, kteří přesvědčí odbornou komisi o výjimečnosti svých dosavadních výsledků a kvalitách navrženého vědeckého projektu.
Ocenění udělilJihomoravský kraj
3.
OceněnýMgr. Michael Killinger
Cena1ST PRIZE for the student oral presentation at 2nd Conference of the Visegrád Group Society for Developmental Biology. Szeged, Hungary
Oceněná činnostOcenění Visegrádské Čtyřky pro Vývojovou Biologii za nejlepší ústní a posterovou prezentaci na konferenci.
Ocenění udělilVisegrád Group Society for Developmental Biology
4.
OceněnýMgr. Michael Killinger
CenaDEANS AWARD for the oral presentation at 17th International Students Conference ‘Modern Analytical Chemistry’, Prague, Czech Republic
Oceněná činnostCena děkana Přírodovědecké fakulty Univerzity Karlovy za nejlepší ústní prezentaci na konferenci.
Ocenění udělilDěkan Přírodovědecké fakulty Univerzity Karlovy
Další spec. informace o pracovišti
Terciární vzdělávání - dílčí dohody o spolupráci s vysokými školami
Název VŠNázev fakultyStudijní oborDatum uzavření dílčí dohodyPlatnost odPlatnost doJméno pověřené osobyFunkce pověřené osoby
Masarykova univerzita v BrněPřírodovědecká fakulta Chemie23. 1. 201923. 1. 2019doba neurčitáIng. František Foret, DSc.ředitel
Univerzita Karlova v Praze Přírodovědecká fakultaAnalytická chemie27. 5. 201927. 5. 2019Ing. František Foret, DSc.ředitel
Vysoká škola chemicko-technologická v PrazeFakulta chemicko-inženýrskáChemie a Molekulární chemická fyzika a senzorika24. 8. 2018 24. 8. 2018 doba neurčitáIng. František Foret, DSc.ředitel
Terciární vzdělávání
Studijní programNázev VŠNázev fakultyStudijní oborPředmětPřednáškyCvičeníSeminářeVedení pracíUčební textyJiné
1. PregraduálníMasarykova univerzitaLékařská fakultaNutriční terapeutPotravinářská chemie Iano
2. PregraduálníMasarykova univerzitaLékařská fakultaNutriční terapeutPotravinářská chemie IIano
3. PregraduálníMasarykova univerzitaLékařská fakultaNutriční terapeutLékařská toxikologieano
4. PregraduálníVysoké učení technické v Brně (VUT)Fakulta chemickáChemie potravin a biotechnologií, Chemie pro medicínské aplikacePraktikum z instrumentální a strukturní analýzyano
5. PregraduálníUniverzita KarlovaPřírodovědecká fakultaAnalytická chemieGenerování těkavých specií prvků (MC230P76)ano
6. PregraduálníUniverzita KarlovaPřírodovědecká fakultaAnalytická chemie/Klinická a toxikologická analýza, Erasmus studentiAnalytical Spectrometry (MC230P81)ano
7. PregraduálníUniverzita KarlovaPřírodovědecká fakultaAnalytická chemie/Klinická a toxikologická analýzaAdvances in Analytical Spectrometric Methods (MC230P65)ano
8. PregraduálníUniverzita KarlovaPřírodovědecká fakultaAnalytická chemie/Klinická a toxikologická analýza, Erasmus studentiPraktikum z pokročilých spektrometrických metod (MC230C17)ano
9. PregraduálníUniverzita KarlovaPřírodovědecká fakultaAnalytická chemie/Klinická a toxikologická analýzaDiplomová práceano
10. PregraduálníVysoké učení technické v BrněFakulta chemickáChemie a technologie ochrany životního prostředíDiplomová práceano
11. PregraduálníMasarykova univerzitaLékařská fakultaVýživa dospělých a dětíDiplomová práceanoano
12. PregraduálníMasarykova univerzitaPřírodovědecká fakultaBioanalytická laboratorní diagnostika ve zdravotnictví - BioanalytikVedení bakalářské práceano
13. PregraduálníUniverzita KarlovaPřírodovědecká fakultaAnalytická chemieSpeciační prvková analýza (MC230P77)ano
14. PregraduálníUniverzita KarlovaPřírodovědecká fakultaAnalytická chemieSeminář z analytické chemie (MC230S02B)ano
15. PregraduálníMasarykova univerzitaPřírodovědecká fakulta Analytické chemieTrends in Analytical Chemistry (TRAC)ano
16. DoktorskýVysoké učení technické v Brně (VUT)Fakulta chemickáChemie potravin a biotechnologiíDizertační práce doktorskáano
17. DoktorskýMasarykova univerzitaPřírodovědecká fakultaAnalytická chemieDizertační práce doktorskáano
18. DoktorskýUniverzita KarlovaPřírodovědecká fakultaAnalytická chemieDizertační práce doktorskáano
19. DoktorskýMasarykova univerzitaPřírodovědecká fakultaAnalytická chemieTrends in Analytical Chemistry (TRAC)ano
20. DoktorskýMasarykova univerzitaPřírodovědecká fakultaAnalytické chemiePokroky v analytické chemiiano
Vzdělávání na ZŠ a SŠ
AkcePořadatelPopis činnosti
1. Středoškolská odborná činnost (SOČ)JCMM, z. s. p. o.Studentka 3. ročníku Gymnázia Brno, Křenová pod vedením Ing. Kamila Křůmala, Ph.D., vypracovala práci na téma „Využití difúzního denuderu pro stanovení benzenu v ovzduší“.
2. Chemická olympiádaMŠMT ČRSpoluorganizace krajských kol ChO kategorií A, B, C, D a E v kraji Praha ve školním roce 2020/2021 i 2021/2022.
Výsledky řešení projektů
Výsledek č.1.
Název (CZ)Čip pro separaci biologických agens pomocí izoelektrické fokusace v rozbíhavém toku
Název (EN)Divergent flow isoelectric focusing chip for separation of bioloical agens
Program (CZ)Vývoj moderních instrumentálních metod pro rychlou detekci a identifikaci vybraných B-agens a toxinů
Program (EN)Development of modern instrumental methods for rapid detection and identification of selected B-agents and toxins
VýsledekFunkční vzorek představuje prototyp zařízení pro vertikální izoelektrickou fokusaci v rozbíhavém toku (chip-IEF), dále jen „čip“. Hlavní součástí čipu je plošný svislý separační prostor naplněný směsí amfolytů, ve kterém se aplikací elektrického pole vytvoří pH gradient. Po nadávkování bakteriální suspenze do separačního prostoru se buňky ve vzorku soustřeďují do odlišných zón na základě svého izoelektrického bodu (pI). Takto separované buňky se odebírají do jednotlivých frakcí a po zakoncentrování se mohou použít na další analýzu.
UplatněníChip-IEF slouží jako separační metoda pro přečištění a zakoncentrování biologických agens před jejich identifikací, např. pomocí MALDI-TOF MS.
PoskytovatelMinisterstvo vnitra České republiky
Partnerská organizaceStátní ústav jaderné, chemické a biologické ochrany, v. v. i. ; Masarykova univerzita, Lékařská fakulta
Publikace (ASEP)
DUŠA, Filip, KUBÍČEK, O., ŠALPLACHTA, Jiří, LUNEROVÁ, K. Čip pro separaci biologických agens pomocí izoelektrické fokusace v rozbíhavém toku. Ústav analytické chemie AV ČR, v. v. i., Státní ústav jaderné, chemické a biologické ochrany, v. v. i., 2021. Funkční vzorek Chip-IEF_v1. Dostupné z: https://www.sujb.cz/fileadmin/sujb/docs/doku menty/metodiky/Abstrakt_Separace.pdf
Publikace (KIS)
DUŠA, F., ŠALPLACHTA, J., HORKÁ, M., LUNEROVÁ, K., ROSENBERGOVÁ, K., KUBÍČEK, O. Novel chip-based isoelectric focusing device for fractionation of bacteria prior to their mass spectrometry identification. Analytica Chimica Acta. 2021, , 1-8), 339333. ISSN 0003-2670. E-ISSN 1873-4324. Dostupné z: doi: 10.1016/j.aca.2021.339333.
Výsledek č.2.
Název (CZ)Separace VRA/RA ze vzorků pomocí isoelektrické fokusace v čipovém formátu (chip-IEF) pro potřeby kontroly zákazu biologických zbraní.
Název (EN)Separation of highly hazardous and hazardous biological agents by means of chip based isoelectric focusing (chip-IEF) for purpose of control of biological weapons prohibition.
Program (CZ)Vývoj moderních instrumentálních metod pro rychlou detekci a identifikaci vybraných B-agens a toxinů
Program (EN)Development of modern instrumental methods for rapid detection and identification of selected B-agents and toxins
VýsledekMetodika popisuje způsob separace bakteriálních vysoce rizikových a rizikových agens (VRA/RA) ze vzorků pomocí isoelektrické fokusace v čipovém formátu (chip-IEF). Metoda chip-IEF využívá nově vyvinutý unikátní prototyp zařízení pro vertikální isoelektrickou fokusaci v rozbíhavém toku v čipovém provedení, která na rozdíl od dosavadních postupů umožňuje i separaci bakterií. Separace pomocí chip-IEF funguje i pro šetrně inaktivované bakterie, což významně snižuje bezpečnostní rizika při manipulaci se vzorkem potenciálně obsahujícím VRA/RA.
UplatněníCertifikovaná metodika může být využita k separaci inaktivovaných VRA/RA ze vzorků. V separovaných frakcích je pak možno efektivněji a citlivěji identifikovat VRA/RA pomocí hmotnostní spektrometrie ve srovnání s původním nefrakcionovaným vzorkem.
PoskytovatelMinisterstvo vnitra České republiky
Partnerská organizaceStátní ústav jaderné, chemické a biologické ochrany, v. v. i. ; Masarykova univerzita, Lékařská fakulta
Publikace (ASEP)
KUBÍČEK, O., DUŠA, Filip, ŠALPLACHTA, Jiří, LUNEROVÁ, K., ROSENBERGOVÁ, K. Separace VRA/RA ze vzorků pomocí isoelektrické fokusace v čipovém formátu (chip-IEF) pro potřeby kontroly zákazu biologických zbraní. Ústav analytické chemie AV ČR, v. v. i., 2021. Certifikovaná metodika SÚJB/OKZCHBZ/13489/2021. Dostupné z: https://www.sujb.cz/fileadmin/sujb/docs/dokumenty/metodiky/Abstrakt_Separace.pdf
Publikace (KIS)
DUŠA, F., ŠALPLACHTA, J., HORKÁ, M., LUNEROVÁ, K., ROSENBERGOVÁ, K., KUBÍČEK, O. Novel chip-based isoelectric focusing device for fractionation of bacteria prior to their mass spectrometry identification. Analytica Chimica Acta. 2021, , 1-8), 339333. ISSN 0003-2670. E-ISSN 1873-4324. Dostupné z: doi: 10.1016/j.aca.2021.339333.
Výsledky - hospodářské smlouvy
ZadavatelNázev - českyNázev - anglickyAnotaceUplatnění
1. VF, a.s., Černá HoraVývoj a výroba monitorů plynů a aerosolůDevelopment and production of gas and aerosols monitorsVývoj a testování zařízení, která jsou určena k odběru vzorků 3H a 14C ze vzduchu. Vzorky se zachycují do sorbentů, sorbentem pro 3H je standardně silikagel, sorbentem pro 14C je standardně hydroxid sodný. Získané vzorky jsou určeny k následné laboratorní analýze. Analýzou zjištěné hodnoty aktivit odebraných vzorků slouží ke stanovení bilance vypouštěného 3H a 14C z jaderných zařízení.
Sledování radiační situace v jaderných elektrárnách.
2. University of Geneva, Department F.-A. Forel, Geneva, SwitzerlandUltrastopová stanovení specií As a Ge v hloubkových profilech Ženevského jezeraUltratrace determination of As and Ge species in Geneva lake depth profilesStanovení specií Ge a As v hloubkových profilech Ženevského jezera. Vzorky byly odebírány měsíčně od ledna do května pro sledování cyklu specií Ge a As ve vodním ekosystému Ženevského jezera v době jarního růstu fytoplanktonu.
Diplomová práce (Sebastian Wey, University of Geneva, obhájeno 2021).
Významné patenty
Patent č. 1.
CZVzorkovač pro ultra jemné aerosoly a nanočástice
Přenosné zařízení určené ke kontinuálnímu vzorkování ultra jemných aerosolů a nanočástic z ovzduší do kapalné fáze. V případě on-line analýz chemického složení zachycených částic se zařízení připojuje přímo k analyzátorům umožňující okamžitou in-situ analýzu studovaných sloučenin obsažených ve vzorkovaných částicích. Při off-line analýzách lze zařízení připojit k frakčnímu kolektoru pro automatizovaný odběr vzorků do vhodných vialek a následnou analýzu vzorků v laboratoři.
ENSampler for ultra-fine aerosols and nanoparticles
Mobile device for continuous sampling of ultra-fine aerosols and nanoparticles from the air to the liquid phase. For on-line analysis of chemical composition of sampled particles the device is connected to analyzers for immediate in-situ analysis of studied compounds. For off-line analysis the device is connected to the fraction collector for automated sampling to vials with consequent analysis of samples in laboratory.
KategorieUžitný vzorZapsán pod číslem34851
Kontaktní osobaIng. Lukáš Alexa, Ph.D., 532290164, alexa@iach.cz
VyužitíZařízení je určeno ke kontinuálnímu vzorkování ultra jemných aerosolů a nanočástic z ovzduší do kapalné fáze.
Projekty rámcových programů EU
Projekt č. 1.
Druh spoluprácejiný
NázevSignal integration and epigenetic reprograming for plant productivity
AkronymEF16
TypjinýOP VVV
KoordinátorMinistry of Education, Youth and Sports of the CR
ŘešitelIng. František Foret, CSc.
Částka v EUR89650Rok zahájení2018Rok ukončení2022
Mezinárodní projekty
SpolupráceNorske fondy – TAČR, KAPPA Programme TO01000232 = Fast and sensitive bioanalysis using micromachined electrospray interfaces with microscale separations
Počet projektů1
Členství v mezinárodních organizacích
Vědecký pracovníkMezinárodní organizaceFunkceFunkční období
1. RNDr. Pavel Mikuška, CSc.Česká aerosolová společnost - Czech Aerosol Societymístopředseda01.01.2021-31.12.2021
2. Ing. František Foret, DSc.CASSS – An International Separation Science Society, Emeryville, CA, USAAssociate Director01.01.2021-31.12.2021
Uzavřené smlouvy se zahraničními partnery
Partnerská instituceZeměTéma spolupráceDatum podpisu smlouvy
1. Institute for Tropical Technology, Vietnam Academy of Science and Technology, HanoiVietnamVývoj vysoce citlivých optických a elektrochemických metod pro detekci diclofenaku v povrchové vodě.28.01.2019
2. Institute for Tropical Technology, Vietnam Academy of Science and Technology, HanoiVietnamNové strategie pro detekci nesteroidních látek v povrchové vodě.26.05.2021
3. Roche Inc., Pleasanton, CA, USASpojené státy americkéSpolečný výzkum koncentrace DNA pomocí epitachoforézy, kdy dochází v laboratorním zařízení k separaci a koncentraci aniontů na rozhraní diskontinuálního elektrolytového systému.15.12.2020
Popularizační činnost
Název akceAktivitaHl. pořadatelSpolupořadatelMísto a datum
1. Soutěž o nejlepší práci mladých autorů v oboru spektroskopie ročník 2020 (odložený)Odborné zajišťování soutěžeSpektroskopická společnost Jana Marka MarciÚstav analytické chemie AV ČR, v. v. i.online, 18.06.2021 a 21.06.2021
2. Soutěž o nejlepší práci mladých autorů v oboru spektroskopie ročník 2021Odborné zajišťování soutěžeSpektroskopická společnost Jana Marka MarciÚstav analytické chemie AV ČR, v. v. i.online, 01.12.2021
Ilustrace
IlustraceNázev - českyNázev - anglickyPopis - českyPopis - anlicky
Obr. ID1962
Výsledky vědecké činnosti
Samo-odběr DBS a plně automatizovaná DBS analýzaDBS self-sampling and a fully automated DBS analysisSamo-odběr krve provede sám pacient a vzniklou DBS zašle poštou do laboratoře, kde je provedena automatizovaná eluce a analýza DBS. Klinické výsledky mohou být pacientovi i jeho praktickému lékaři sděleny telefonem bez nutnosti osobní návštěvy lékařského centra.DBS self-sampling is performed by a patient and the resulting DBS is sent by mail to laboratory for an automated DBS elution and analysis. Clinical results can be communicated to the patient and his clinician by phone with no need for a personal visit of a medical centre.
Obr. ID1963
Výsledky vědecké činnosti
Biodostupná frakce prvků v PM1 a PM2.5 aerosolu ve třech simulovaných plicních tekutinách.The bioaccessible fraction of elements in PM1 and PM2.5 aerosols in three simulated lung fluids.Deionizovaná voda (DW), simulovaná tekutina plicních sklípků (SAF) a Gamblův roztok (GS); průměrná hodnota (čtverce) a medián (vnitřní linie).Deionized water (DW), Simulated alveoli fluid (SAF) and Gamble solution (GS); mean (square) and median (inside line) value.
Obr. ID1964
Výsledky vědecké činnosti
Sezónní změny průměrné na objem vzduchu normalizované aktivity dithiothreitolu pro PM1 a PM2.5 aerosol ve třech simulovaných plicních tekutinách.PM1 and PM2.5 seasonal changes of mean volume normalised dithiothreitol activity in three simulated lung fluids.Deionizovaná voda (DW), simulovaná tekutina plicních sklípků (SAF) a Gamblův roztok (GS); průměrná hodnota (čtverce) a medián (vnitřní linie).Deionized water (DW), Simulated alveoli fluid (SAF) and Gamble solution (GS); mean (square) and median (inside line) value.
Obr. ID1965
Výsledky vědecké činnosti
Fotochemické generování těkavých specií ruthenia pro ultracitlivé stanovení ve vzorcích vod.Photochemical vapor generation of ruthenium for ultrasensitive determination in water samples.Schéma vysokoúčinného fotochemického generátoru s radikály generovanými pomocí UV záření v prostředí kyseliny mravenčí a předpokládaný těkavý produkt zaváděný do hmotnostního spektrometru s indukčně vázaným plazmatem pro citlivou detekci.A scheme of a high-efficiency photochemical generator with radicals generated by UV radiation in the presence of formic acid and a supposed volatile product introduced into an inductively coupled plasma mass spectrometer for sensitive detection.